题目内容

如图甲所示，水平边界线MN、PQ之间有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。abcd为一正方形单匝导线框，ab边紧靠下边界PQ，线框的质量m=0.2 kg，边长L=1.0 m，总电阻R=2.0 Ω。图乙是线框在竖直向上的拉力F作用下由静止开始向上运动的v-t图象。已知线框在运动过程中始终在竖直平面内，且不发生转动，t1=0.5 s，拉力大小F1=10.4 N；线框穿过磁场所用的时间t=4.8 s;g取10 m/s2。

（1）求匀强磁场的磁感应强度大小。

（2）在图丙中画出与v-t图相对应的F-t图象（不要求写出解答过程）。

            

             甲                       乙                        丙

解：（1）由v-t图象可知，磁场宽度h=+v1Δt2+－L=×1 m+2×3 m+×0.8 m－1 m=7 m＞L                                                  ①

0—1.0 s内线框运动的距离h1==1 m=L

故0.5 s末，线框的ab边在磁场中，而cd边仍在磁场外                             ②

此时速度v0=1.0 m/s

拉力F=10.4 N

加速度a1==2 m/s2                                                          ③

感应电动势E=BLv0                                                             ④

电流I=                                                                     ⑤

F-BIL-mg=ma1                                                                 ⑥

联立解得B==4 T。                                          ⑦

（2）与v-t图象相对应的F-t图象如图所示                                        ⑧


练习册系列答案
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（2）带电微粒在MN右侧场区中运动了1.5s时的速度；
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2π
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m的A处无初速释放后沿直线运动，最后以1m/s的速度垂直MN边界进入右侧场区，设此时刻t=0，取g=10m/s2．求：
（1）MN左侧匀强电场的电场强度E1（sin37°=0.6）；
（2）带电微粒在MN右侧场区中运动了1.5s时的速度；
（3）带电微粒在MN右侧场区中运动多长时间与墙壁碰撞？（
vB2
R
≈0.19）
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qm
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qB
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